Visualising the cytoskeletal machinery in neuronal growth cones using cryo-electron tomography.
Visualising the cytoskeletal machinery in neuronal growth cones using cryo-electron tomography.
复制标题
DOI：
10.1242/jcs.259234
复制
发表时间：
2022-04-01
影响因子：
4
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
神经元延伸轴突以形成成熟大脑的复杂电路。这取决于轴突生长锥中微管和 F-肌动蛋白网络的协调反应和持续重塑。纳米尺度上的生长锥结构仍然知之甚少。因此，我们使用冷冻电子断层扫描研究了小鼠海马神经元生长锥，以通过分子细节直接可视化其三维亚细胞结构。我们的数据表明，形成丝状伪足的六边形肌动蛋白束阵列穿透并终止于生长锥内部深处。我们通过改变单个 F-肌动蛋白螺旋结构直接观察到这些和其他生长锥肌动蛋白束的调节。生长锥中主要具有钝的、稍微张开的或轻微弯曲的末端的微管，经常含有管腔颗粒并表现出晶格缺陷。对缺乏双皮质素（一种神经发育细胞骨架调节剂）对生长锥细胞骨架的影响的研究表明，整体生长锥组织或 F-肌动蛋白亚群没有重大异常。然而，我们的数据表明微管存在更多的结构缺陷，凸显了生长锥迁移过程中微管完整性的重要性。摘要：神经元生长锥亚域的冷冻电子断层扫描重建揭示了独特的 F-肌动蛋白和微管细胞骨架结构以及分子细节的调节。
Neurons extend axons to form the complex circuitry of the mature brain. This depends on the coordinated response and continuous remodelling of the microtubule and F-actin networks in the axonal growth cone. Growth cone architecture remains poorly understood at nanoscales. We therefore investigated mouse hippocampal neuron growth cones using cryo-electron tomography to directly visualise their three-dimensional subcellular architecture with molecular detail. Our data showed that the hexagonal arrays of actin bundles that form filopodia penetrate and terminate deep within the growth cone interior. We directly observed the modulation of these and other growth cone actin bundles by alteration of individual F-actin helical structures. Microtubules with blunt, slightly flared or gently curved ends predominated in the growth cone, frequently contained lumenal particles and exhibited lattice defects. Investigation of the effect of absence of doublecortin, a neurodevelopmental cytoskeleton regulator, on growth cone cytoskeleton showed no major anomalies in overall growth cone organisation or in F-actin subpopulations. However, our data suggested that microtubules sustained more structural defects, highlighting the importance of microtubule integrity during growth cone migration. Summary: Cryo-electron tomographic reconstruction of neuronal growth cone subdomains reveals distinctive F-actin and microtubule cytoskeleton architectures and modulation at molecular detail.
登录
查看更多内容
影响因子：
2.7
作者：
Bouchet-Marquis, Cedric;Zuber, Benoit;Chretien, Denis
通讯作者：
Chretien, Denis
影响因子：
5.7
作者：
Blanquie, Oriane;Bradke, Frank
通讯作者：
Bradke, Frank
DOI：
10.1083/jcb.105.6.2817
发表时间：
1987-12
期刊：
The Journal of cell biology
影响因子：
--
作者：
Bamburg JR;Bray D
通讯作者：
Bray D
影响因子：
7.8
作者：
Baas, P W;Black, M M
通讯作者：
Black, M M
影响因子：
3
作者：
Baas PW;Lin S
通讯作者：
Lin S